น้ำทะเลเป็นกรด

น้ำทะเลเป็นกรด!กระทบฝูงปลาพิกลพิการ

ไทยรัฐออนไลน์ : โดย ทีมข่าวการศึกษา : 22 กรกฎาคม 2553, 09:00 น. 
ที่มา : https://www.thairath.co.th/content/edu/97978

ในรายงานที่จะเสนอต่อที่ประชุมเรื่องการเปลี่ยนแปลงของสภาพดินฟ้าอากาศกับปลา ที่นครเบลฟาสต์ ตอนปลายเดือนนี้ ได้แจ้งว่าลูกปลาที่ยังเป็นตัวอ่อนในธรรมชาติ จะเสี่ยงอันตรายเป็นพิเศษ เมื่อว่ายออกมาจากที่หลบซ่อน โดยไม่ได้ กลิ่นของศัตรู ถูกจับกินเสียเป็นอันมาก จนเป็นที่น่าหวั่นว่า จะไม่เหลือลูกปลาที่จะอยู่เติบโตเต็มที่ ไม่พอที่จะทดแทนปริมาณในทะเลพอ หากว่าน้ำทะเลเริ่มมีความเป็นกรดสูงขึ้น

นักวิทยาศาสตร์คาดไว้แล้วว่า มหาสมุทรแห่งต่างๆ จะต้องมีน้ำเป็นกรดหนักยิ่งขึ้น เนื่องจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศที่เกิดจากน้ำมือมนุษย์ ไปตกละลายในทะเลมากขึ้น

กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์
ทุกระดับชั้น
สาระที่ 6   กระบวนการเปลี่ยนแปลงของโลก
            มาตรฐาน  ว 6.1  เข้าใจกระบวนการต่าง ๆ   ที่เกิดขึ้นบนผิวโลกและภายในโลก   ความสัมพันธ์ของกระบวนการต่าง ๆ ที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ  ภูมิประเทศ และสัณฐานของโลก  มีกระบวนการสืบเสาะหาความรู้และจิตวิทยาศาสตร์  สื่อสารสิ่งที่เรียนรู้ และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์

นํ้าทะเลเป็นกรด
ที่มา (Thank you for site) https://news.bbc.co.uk/2/hi/sci/tech/7933589.stm 
ผู้แปล : นางพัชรา  แมเร๊าะ   ศูนย์วิจัยและพัฒนาประมงชายฝั่งสตูล

          นักวิทยาศาสตร์ทางทะเลวิตกกังวลว่าการเปลี่ยนแปลงระดับ pH ของน้ำทะเลจะส่งผลกระทบต่อเนื่องไปยังพืช และสัตว์ทะเลทั้งระบบนิเวศน์

           1. เกือบครึ่งหนึ่งของคาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ของถ่านหินและน้ำมันเชื้อเพลิงซึ่งเกิดขึ้นมากว่า 200 ปีแล้ว  และถูกดูดซับโดยน้ำทะเลทั่วโลก 
           2. เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ถูกดูดซับโดยน้ำทะเล  มันจะทำปฏิกิริยากับน้ำ(H2O)  เกิดเป็นกรดคาร์บอนิก(H2CO3)  ส่งผลให้ pH ของน้ำลดต่ำลง ซึ่งหมายถึงน้ำทะเลมีความเป็นกรดเพิ่มขึ้น 
          3.กระบวนการเหล่านี้ทำให้ระดับไฮโดรเจนไอออน(H+) ในน้ำทะเลเพิ่มสูงขึ้น ส่งผลให้ไปจำกัดกระบวนการสะสมคาร์บอเนตไอออน(CO32-) ซึ่งมีความจำเป็นในการสร้างโครงร่างแข็งของสัตว์ทะเล(เปลือกของสัตว์จำพวกกุ้ง กั้ง ปู  กระดองเต่า)
          ตั้งแต่ยุคปฏิวัติอุตสาหกรรมเป็นต้นมา คาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว อันเป็นผลมาจากกิจกรรมของมนุษย์ โดยส่วนใหญ่มาจากการเผาไหม้ของถ่านหินและน้ำมันเชื้อเพลิงคาร์บอนไดออกไซด์เหล่านี้ ไม่ต่ำกว่าครึ่งหนึ่งถูกดูดซับโดยน้ำในมหาสมุทร  ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของผิวหน้าน้ำทะเล  
          คาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำทำปฏิกิริยาทางเคมีเกิดกรดคาร์บอนิกส่งผลให้ pH บริเวณผิวน้ำลดต่ำลงจากเดิม 0.1 หน่วย และมีแนวโน้มจะลดลงอีก 0.3-0.4 หน่วยภายในสิ้นศตวรรษนี้การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของน้ำที่เกิดขึ้นไม่เพียงแต่ทำให้น้ำมีความเป็นกรดเพิ่มขึ้นเท่านั้น  แต่ยังเป็นการลดคาร์บอเนตไอออน (carbonate ions) ซึ่งสัตว์ทะเลต้องใช้ในการสร้างเปลือก และโครงร่างส่วนแข็ง (skeletons) ที่มีแคลเซียมคาร์บอเนต (calcium carbonate) เป็นองค์ประกอบ การลดลงของคาร์บอเนตไอออน  มีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตเช่น แพลงก์ตอน  ปะการัง และสัตว์จำพวกหอย  ก่อให้เกิดการแข่งขันกันมากขึ้นเพื่อดึงคาร์บอเนตไอออนไปใช้สร้างโครงร่างแข็งที่ป้องกันร่างกาย

มหาสมุทรทั่วโลกมีค่า  pH ไม่เท่ากัน
          นักวิจัยเชื่อว่า  บริเวณที่มีค่า pH ต่ำ (บริเวณที่เป็นสีม่วงในแผนที่) เช่น แถบตะวันออกของมหาสมุทรแปซิฟิก ผลดังกล่าวอาจจะเกิดจากการหมุนเวียนของน้ำในแนวดิ่ง (upwelling) โดยน้ำทะเลที่อยู่ด้านล่างซึ่งเย็นกว่าและมีคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่า ได้หมุนเวียนขึ้นสู่ผิวน้ำ
          อย่างไรก็ตาม ทุกหย่อมย่านในมหาสมุทร ต่างเลี่ยงไม่พ้นผลกระทบจากการลดลงของ pH
นักวิทยาศาสตร์ทางทะเลกล่าวในเรื่องเดียวกันนี้ว่า  ผลที่ตามมาในอนาคตก็คือ  จำนวนชนิดของสิ่งมีชีวิต และรูปแบบของระบบนิเวศน์จะเปลี่ยนไปจากเดิม
          แนวปะการังในเขตน้ำอุ่น

          แนวปะการังน้ำอุ่น  เป็นหลักฐานที่ชี้ให้เห็นชัดว่า  อัตราการสร้างแคลเซียมซึ่งเป็นโครงสร้างของปะการังมีแนวโน้มลดลงถึง 60 เปอร์เซ็นต์  ดังรายงานวิจัยที่เขียนไว้ใน Journal Current Biology กลุ่มนักวิจัยจากสหรัฐอเมริกาดังกล่าวบอกว่า  การลดขนาดลงของปะการัง ส่งผลกระทบโดยตรงต่อโครงสร้างของแนวปะการัง  เนื่องจากการขยายขนาดของแนวปะการังขึ้นอยู่กับความสามารถในการเจริญเติบโตของปะการัง โดยต้องมีอัตราการเจริญเติบโตที่รวดเร็วกว่าการสึกกร่อนของโครงสร้างโครงสร้างของปะการังที่ไม่แข็งแรงเพียงพอ มีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดเซาะทำลายได้ง่ายจากพายุและคลื่นลมที่รุนแรง

          ปะการังในเขตน้ำเย็น
ปะการังน้ำเย็น  ซึ่งพบได้ทุกหนทุกแห่งในมหาสมุทรทั่วโลก  และเป็นแหล่งอาศัยของปลาที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจหลายชนิด คาดว่าภายในสิ้นศตวรรษนี้  ปะการังเหล่านี้จะได้รับผลกระทบ และเกิดความเสียหายไม่น้อยกว่า 70 เปอร์เซ็นต์
          แพลงก์ตอน
สิ่งมีชีวิตเล็กๆ ที่มีความสำคัญต่อห่วงโซ่อาหารในทะเลแพลงก์ตอนหลายกลุ่ม มีการสร้างแคลเซียมคาร์บอเนต ดังนั้นการแพร่กระจายของมันจะถูกจำกัดโดยน้ำทะเลที่มีสภาวะเป็นกรด มีงานวิจัยจำนวนมากที่สอดคล้องกัน ทำให้เข้าใจได้ดียิ่งขึ้นถึงการลดต่ำลงของ pH ของน้ำในมหาสมุทร ที่มีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตเล็กๆ (แพลงก์ตอน) เหล่านี้แพลงก์ตอนบางชนิด เช่น  กลุ่ม coccolithophores (สาหร่ายเซลล์เดียว)  มีอัตราการสะสมแคลเซียมคาร์บอเนตลดลงเมื่อน้ำมีคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณมากแต่อย่างไรก็ตาม แพลงก์ตอนชนิดอื่นๆ  ส่วนใหญ่ไม่ได้รับผลกระท
          สัตว์ที่ไม่มีกระดูกสันหลัง
 สัตว์ที่ไม่มีกระดูกสันหลัง  จำพวกหอยและปลาหมึกบางชนิด รวมทั้งหอยแมลงภู และหอยนางรม คาดว่าสภาวะเป็นกรดของน้ำทะเลก่อให้เกิดผลร้ายต่อพวกสัตว์เหล่านี้  โดยทำให้โครงสร้างร่างกายเปราะบาง หรือเปลือกมีรูปร่างผิดปกติ(deformed shells) ในระยะวัยอ่อนของสัตว์เหล่านี้ จะได้รับผลกระทบ และเห็นได้ชัดกว่าในตัวเต็มวัย  โดยคาร์บอเนตไอออนที่มีจำกัดในน้ำทะเล ก่อให้เกิดผลกระทบต่อเนื่องในระยะยาว และน่าเป็นห่วงถึงประชากรของสัตว์เหล่านี้ แต่ไม่ได้หมายความว่า   ทุกถิ่นที่อยู่อาศัยของพืชหรือสัตว์จะได้รับผลกระทบจากสภาวะน้ำทะเลเป็นกรดไปเสียทั้งหมด  ตัวอย่างเช่น  หญ้าทะเลกลับเจริญเติบโตได้ดีในน้ำที่มีคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณมาก หญ้าทะเลเป็นแหล่งอาหาร และที่วางไข่ของสิ่งมีชีวิตหลายชนิดรวมถึงปลาที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจ
          อย่างไรก็ตาม งานวิจัยหลายชิ้นต้องการชี้ให้เห็นว่า หญ้าทะเลมีผลดีในแง่ของการก่อให้เกิดการเชื่อมต่อกันของห่วงโซ่อาหารในทะเล  แต่ต้องมีหญ้าทะเลในปริมาณที่พอเหมาะ และไม่มากจนเกินไป

          วัฏจักรคาร์บอน หรือการแลกเปลี่ยนถ่ายเทก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ระหว่างพื้นดิน  ทะเล และอากาศ  โดยทั่วไปแล้วจะอยู่ในสภาวะสมดุล แต่อย่างไรก็ตาม กิจกรรมต่างๆของมนุษย์ เช่น การเผาไหม้น้ำมันเชื้อเพลิงและถ่านหิน หรือการตัดไม้ทำลายป่า  เป็นการเพิ่มคาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่ชั้นบรรยากาศ แต่คาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาทั้งหมดไม่ได้ขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศเพียงอย่างเดียว  ไม่น้อยกว่า 50 เปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนไดออกไซด์เหล่านั้นถูกดูดซับไว้โดยมหาสมุทรมหาสมุทรสามารถดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ได้สองทางด้วยกันคือ  ทางกายภาพ และทางชีวภาพ
          ทางกายภาพ    คาร์บอนไดออกไซด์ละลายลงสู่ทะเลเขตหนาวบริเวณใกล้ขั้วโลก และเคลื่อนลงไปใต้ทะเลลึกโดยการเคลื่อนตัวของกระแสน้ำในแนวดิ่ง  โดยคาร์บอนไดออกไซด์เหล่านี้สามารถคงอยู่ได้เป็นเวลานานนับร้อยปี เมื่อเวลาผ่านไปการผสมกันของอุณหภูมิทำให้น้ำด้านล่างเคลื่อนตัวกลับขึ้นสู่ผิวน้ำ  และปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่บรรยากาศในเขตร้อนของโลก ระบบธรรมชาติแบบนี้นี่เอง ที่ช่วยดึงคาร์บอนจากบรรยากาศไปเก็บสะสมไว้ในน้ำทะเล
          ทางชีวภาพ  การดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์โดยแพลงก์ตอนพืช  ซึ่ง (สังเคราะห์แสงโดย) ใช้แสง น้ำ และคาร์บอนไดออกไซด์  เพื่อผลิตคาร์โบไฮเดรต และออกซิเจน เมื่อแพลงก์ตอน และสัตว์ทะเลที่กินแพลงก์ตอนตายลง  ซากของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะจมลงสู่พื้นมหาสมุทร  จำนวนไม่กี่เปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนจากซากของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้น ทับถมกันเกิดเป็นตะกอน
          'กลไกย้อนกลับ'
นักวิจัยกล่าวว่า  การสูบหรือถ่ายเทคาร์บอน (carbon pumps) ในสภาพธรรมชาติ กำลังชี้ให้เห็นถึงสัญญาณรบกวนที่กำลังเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น  สภาวะน้ำทะเลเป็นกรดสามารถลดการบลูมของแพลงก์ตอน  ส่งผลให้การดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศลดลงไปด้วย ในทางทฤษฎี  คาร์บอนไดออกไซด์ปริมาณมาก(extra) ในบรรยากาศ ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อน ซึ่งทำให้น้ำทะเลร้อนขึ้นตามไปด้วย  ผลที่เกิดขึ้นก็คือ  น้ำทะเลที่ร้อนขึ้นจะไม่สามารถดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากเท่ากับน้ำทะเลที่เย็น
          ดังนั้น เมื่อมีการดูดกลับคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศได้น้อย ผลก็คือ ยังคงมีก๊าซเรือนกระจกในบรรยากาศ เหลืออยู่เป็นปริมาณมากพอที่จะทำให้โลกร้อนขึ้น  มีความเป็นไปได้ว่ากลไกย้อนกลับที่ไปรบกวนระบบอุณหภูมิโลกดังกล่าว เป็นอีกเหตุผลหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์ทางทะเลจึงได้เรียกร้องให้มีการกระทำโดยเร่งด่วนและแพร่หลายในการที่จะทำให้ (คาร์บอนไดออกไซด์) เกิดภาวะสมดุลและลดลง

ที่มา : https://www.coastalaqua.com/index.php?option=com_content&view=article&id=45:ocean-acidification&catid=1:latest-news&Itemid=50

คำถาม
1. น้ำทะเลเป็นกรดหมายความถึงอะไร
2. สาเหตุใดที่ส่งผลให้สัตว์น้ำในทะเลพิการ ไมสามารถแยกแยะกลิ่นได้
3. เราทราบได้อย่างไรว่าสภาพของน้ำทะเลมีความเป็นกรด

กิจกรรมเสนอแนะ
ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลทางอินเตอร์เน็ตถึงปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการที่น้ำทะเลเป็นกรดที่เกิดขึ้นทั้งในประเทศไทยและต่างประเทศ

การบูรณาการ
กลุ่มสาระการเรียนรู้การงานอาชีพและเทคโนโลยี  เกี่ยวกับการเลี้ยงสัตว์ทางทะเล  การประมง
ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=2950